JPH09178165A - ガスボイラー及びガスボイラーのガス供給制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスボイラーの作動初期及び作動途中に最大
ガス供給圧によって発生する騒音を低減させる。 【解決手段】 着火圧以上のガス供給圧でガスバーナー
にガスを供給して着火し、被加熱流体が所定の設定温度
に至るまで所定時間にかけてガス供給圧を増加させる。
ガス供給圧の増加は着火圧からガスボイラーの最大ガス
供給圧までを区画した所定個数の圧力レベルに応じて段
階的に行われる。被加熱流体が設定温度に達すれば、比
例制御方式により算出されるガス供給圧でガスを供給す
る。これにより、ガスボイラーの作動初期または作動途
中において設定温度の変化に応じた最大ガス供給圧によ
るガス供給時間が短縮されるので、ガスボイラーの作動
時に発生する燃焼による騒音が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスボイラー及びガ
スボイラーのガス供給制御方法に関し、より詳しくはガ
スボイラーの作動初期または作動途中において最大ガス
供給圧による燃焼時に発生する騒音を低減し得るガスボ
イラー及びガスボイラーのガス供給制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスボイラーは使用の便利性及び環境保
護などの利点があり、その使用が増えつつある。ガスボ
イラーは、ガスを収容するガス容器、ガス容器から供給
されるガスを燃焼させ水などの被加熱流体を加熱するガ
スバーナー、ガス容器とガスバーナーとの間に設置され
ガスの供給圧力を調節するガスバルブ、全体の作動を制
御するマイコンなどを備えている。使用者がガスボイラ
ーに暖房などの作動に必要な温度を設定すれば、マイコ
ンは上記の設定温度が保持されるようにガスの供給、着
火及び燃焼などを制御する。

【０００３】ガスボイラーのガス供給制御方法には、オ
ン／オフ制御方式と比例制御方式とがある。まず、オン
／オフ制御方式は、ガスの供給圧力を常時一定にし、ガ
スが供給されるオンタイムとガスの供給が中断されるオ
フタイムとの比率を調節して使用者により設定された温
度を保持するように制御する方式である。この方式によ
れば頻繁なオン／オフの繰り返しに応じ頻繁な点灯作動
が必要となり、ガスの無駄遣いが増加するなどの欠点が
ある。最近、このような欠点を解消した比例制御方式が
考案されている。

【０００４】図１は従来のガスボイラーの比例制御方式
によるガス供給圧の変化を示すグラフで、図２は図１に
よるガス供給制御時、ガスボイラー内に収容された水の
温度変化を示すグラフである。使用者によってガスボイ
ラーの作動が開始されれば、開始された時点ｔ０から最
大のガス供給圧Ｐｍａｘでガスバーナーへのガスの供給
が開始され、水は最大の発熱量で加熱される。これによ
り水の温度は、図２に示すように、徐々に上昇し、継続
的な加熱により設定温度Ｔｓ１に至る。水の温度が設定
温度Ｔｓ１になれば、比例制御方式によるガス供給の制
御が開始される。ガス供給圧は現在の設定温度Ｔｓ１を
保持するに必要な圧力Ｐｍに低減され、低減された圧力
Ｐｍによるガス供給時の水の温度に変化があれば、ガス
供給圧を少しずつ増減してガスを供給することによって
設定温度Ｔｓ１を保持する。このようにガスボイラーの
作動初期には、最大ガス供給圧Ｐｍａｘでガスを供給
し、水の温度が設定温度Ｔｓ１に達してからは比例制御
方式によってガス供給圧を調節することで設定温度Ｔｓ
１を引き続き保持することができる。また、使用者によ
って設定温度Ｔｓ１が上昇操作された場合も、ガスボイ
ラーの作動初期と同様に、最大ガス供給圧Ｐｍａｘでガ
スを供給することで水の温度が迅速に設定温度に達する
ように制御され、また水の温度が設定温度に達してから
は再び比例制御方式によって制御される。

【０００５】しかし、このような従来のガス供給制御方
法によれば、ガスボイラーが作動を停止している状態で
作動を開始する初期作動時には最短時間で設定温度Ｔｓ
１に至らせるために、使用者の設定温度とは関係なく最
大ガス供給圧Ｐｍａｘでガスを供給していたため、燃焼
による騒音の発生が多いという問題があった。また、ボ
イラーの作動途中使用者が設定温度Ｔｓ１を上昇調節し
た場合も最大ガス供給圧Ｐｍａｘでガスの供給が行われ
るため、燃焼による騒音の発生が多かった。さらに、最
近は温水使用の増加につれ建物の暖房に必要な加熱容量
より大きな加熱容量を有するガスボイラーを設置する傾
向があり、最大ガス供給圧Ｐｍａｘでガスの供給が行わ
れる時は騒音の発生が深刻であった。かかる騒音の発生
は、特に夜中にガスボイラーの作動を開始した場合、睡
眠に差し支えるような影響をもたらすなどの問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ガス
ボイラーの作動初期及び作動途中に最大ガス供給圧によ
って発生する騒音を低減し得るガスボイラーのガス供給
制御方法の提供にある。本発明の他の目的は、上記のよ
うなガス供給制御方法によって制御されるガスボイラー
の提供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
より、着火圧以上のガス供給圧でガスバーナーにガスを
供給する段階；被加熱流体が所定の設定温度に至るまで
所定時間にかけて上記ガス供給圧を増加させる段階；上
記流体が上記設定温度に達すれば、上記設定温度に対応
するガス供給圧でガスを供給する段階；を含むことを特
徴とするガスボイラーのガス供給制御方法によって達成
される。

【０００８】また、上記着火圧から上記ガスボイラーの
最大ガス供給圧までを所定個数の圧力レベルに区画する
段階をさらに含み、上記ガス供給圧の増加が上記各圧力
レベルによって段階的に行われるようにすれば、ガス供
給圧の制御が容易になされる。ここで、上記圧力レベル
を上記着火圧と上記最大ガス供給圧との平均圧力として
１つ設定すれば、騒音の低減効果及び迅速な設定温度へ
の到達を図ることができる。

【０００９】また、上記着火圧以上のガス供給圧によっ
てガスを供給した後、上記ガスバーナーの着火有無を感
知する段階をさらに含み、上記ガス供給圧の増加が着火
後に行われるようにすることで、着火が行われた場合に
のみ上記のようなガス供給制御方法が行われるようにす
るのが望ましい。ならびに、上記被加熱流体が設定温度
に達すれば、比例制御方式によってガスの供給が制御さ
れるようにするのがより望ましい。

【００１０】なお、本発明の他の目的は、燃焼の対象と
なるガスを収容するガス容器；上記ガス容器より供給さ
れたガスを燃焼させ、被加熱流体を加熱するガスバーナ
ー；上記ガス容器から上記ガスバーナーに供給されるガ
ス供給圧を調節するガスバルブ；及び上記被加熱流体が
所定の設定温度に至るまで上記ガス供給圧が所定時間に
かけて増加するように上記ガスバルブを制御する制御
部；を含むことを特徴とするガスボイラーによって達成
される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明をより詳しく説明する。図３は本発明によるガスボ
イラーの構成を示すブロック図である。ガスボイラーは
燃焼用ガスを収容するガス容器１１と、ガス容器１１か
らのガスの供給によって燃焼作動を行うガスバーナー１
５と、ガスバーナー１５の着火のための着火器１７と、
ガスバーナー１５によって加熱された水の温度を測定す
る温度感知センサー２１と、ガスバーナー１５の着火有
無を感知する着火感知センサー２３とを備えている。ガ
ス容器１１とガスバーナー１５との間にはガス容器１１
より供給されるガスの量を調節するためのガスバルブ１
３が設置されており、ガスバルブ１３はマイコン１０に
よって制御される。マイコン１０には温度感知センサー
２１及び着火感知センサー２３によって感知された水の
温度及びガスバーナー１５の着火有無が入力される。マ
イコン１０はタイマー２５を通してガスバルブ１３の開
放によるガス供給時間を計数する。

【００１２】図４は本発明の一実施例によるガス供給制
御方法によるガス供給圧の変化を示すグラフで、図５は
図４によるガス供給制御時、ガスボイラー内に収容され
た水の温度変化を示すグラフである。本実施例では使用
者によって設定された設定温度Ｔｓ２が低いか、あるい
は、ガスボイラーによる暖房の負荷が軽微な場合を示し
ている。マイコン１０内には、着火に必要な着火圧Ｐｆ
からガスボイラーの最大ガス供給圧Ｐｍａｘまでを所定
個数の圧力レベルに区画して設定した多数の設定圧が入
力されている。使用者によってガスボイラーの作動が開
始されれば、マイコン１０はガスバルブ１３を制御して
ガス容器１１からガスバーナー１５へのガスの供給を開
始する。マイコン１０は、図４に示すように、ガスの供
給圧力が増加するようにガスバルブ１３を制御し、ガス
供給圧が着火に必要な圧力以上となった時点ｔ１で着火
器１７を制御してガスバーナー１５に着火する。

【００１３】着火感知センサー２３は着火を感知してマ
イコン１０に信号を送り、マイコン１０はマイコン１０
内に予め設定された第１設定圧Ｐ１に至るまでガスの供
給を増加させる。上記第１設定圧Ｐ１によるガス供給時
間はタイマー２５によってカウントされる。カウントさ
れた時間が所定時間に達すればマイコン１０はガスバル
ブ１３を制御してガスの供給圧を増加させる。ガスの供
給圧を増加させる間、水は加熱により設定温度Ｔｓ２に
達し、水が設定温度Ｔｓ２に達すればマイコン１０は設
定温度Ｔｓ２に対応する圧力にガス供給圧を低下して供
給する。以後は、図１及び図２に示すような比例制御方
式によりガスを供給して設定温度Ｔｓ２を保持し続け
る。

【００１４】かかるガス供給方法による水の温度は図５
に示すように変化する。着火がなされた時点ｔ１から温
度が徐々に上昇しはじめ、第１設定圧Ｐ１に達した時点
ｔ２まで温度は段々増加する。第１設定圧Ｐ１が保持さ
れる間はガスボイラー内に収容された水の循環により温
度が多少低下するが、この温度は循環する水の量が少な
かったり、第１設定圧Ｐ１が高かったりする場合に応じ
て一定に保持されるか、あるいは、多少上昇することも
有り得る。第１設定圧Ｐ１によるガスの供給が終了する
時点ｔ３からはガス供給圧の増加に応じて温度が再び増
加しはじめ、一定の時点ｔ４になれば水の温度は設定温
度Ｔｓ２に達するようになる。その以後は、比例制御方
式によるガス供給によって設定温度Ｔｓ２を保持し続け
る。

【００１５】このような方式によれば、ガス供給圧が最
大ガス供給圧Ｐｍａｘに至る前に水の温度が設定温度Ｔ
ｓ２まで上昇されるため、作動初期からの最大ガス供給
圧Ｐｍａｘの供給により発生する燃焼による騒音が低減
する。

【００１６】図６は本発明の他の実施例によるガス供給
制御方法におけるガス供給圧の変化を示すグラフで、図
７は図６によるガス供給制御時、ガスボイラー内に収容
された水の温度変化を示すグラフである。本実施例は、
使用者が設定した設定温度Ｔｓ３が高かったり、ガスボ
イラーによる暖房の負荷が大きい場合を示している。本
実施例においても、図４の実施例と同様に、着火後のガ
ス供給圧は段々増加し、第１設定圧Ｐ１で所定時間の間
ガスを供給した後、再びガス供給圧を段々増加させ第２
設定圧Ｐ２で所定時間の間ガスを供給する。水の温度が
設定温度Ｔｓ３に至らない場合、再び最大ガス供給圧を
段々増加させ、最大ガス供給圧Ｐｍａｘでガスを供給す
る。最大ガス供給圧Ｐｍａｘによる継続的な加熱によっ
て水の温度が設定温度Ｔｓ３になれば、マイコン１０は
設定温度Ｔｓ３に対応するガス供給圧にガス供給圧を低
下させ、以後のガス供給制御は比例制御方式によって行
われる。

【００１７】このようなガス供給方法による水の温度は
図７に示すように変化する。着火がなされた時点ｔ１か
ら徐々に温度が上昇しはじめ、第１設定圧Ｐ１に達した
時点ｔ２まで段々温度が上昇する。第１設定圧Ｐ１が保
持される間は、ガスボイラー内に収容された水の循環に
より温度が多少低下するが、図５の実施例の場合のよう
に、一定の温度を保持するか、あるいは多少の温度上昇
があり得る。第１設定圧Ｐ１によるガスの供給が終了す
る時点ｔ３からはガス供給圧の増加に応じて温度は再び
増加しはじめ、第２設定圧Ｐ２に達した時点ｔ５まで温
度は段々増加する。第２設定圧Ｐ２が保持される間もガ
スボイラー内に収容された水の温度は多少低下し得る。
第２設定圧Ｐ２によるガスの供給が終了した時点ｔ６か
らはガス供給圧の増加に応じて温度が再び増加しはじ
め、最大ガス供給圧Ｐｍａｘが供給される間水の温度は
設定温度Ｔｓ３に達する。設定温度Ｔｓ３に達した後は
比例制御方式による制御によって設定温度Ｔｓ３を保持
し続ける。

【００１８】かかる方式によれば、ガス供給圧が最大ガ
ス供給圧Ｐｍａｘに至る前に水の温度が設定温度Ｔｓ３
に近くまで上昇されるため、作動初期から最大ガス供給
圧Ｐｍａｘで供給する方式に比べ、最大ガス供給圧Ｐｍ
ａｘによるガス供給時間が短縮される。これにより、最
大ガス供給圧Ｐｍａｘによる騒音発生時間が減少するた
め、結果としては全体的な騒音が減少するようになる。

【００１９】ガス供給圧が着火圧Ｐｆから最大ガス供給
圧Ｐｍａｘまで増加するにかかる時間はガスボイラーの
容量、騒音減少の効果、迅速な暖房作動の遅延などを考
慮して実験的に決定されるが、約３０分程度に設定する
のが望ましい。

【００２０】本発明によるガス供給制御方法は、ガスボ
イラーの作動初期だけではなく、使用者によって設定温
度が上昇操作されガスの供給圧を増加させる場合にも適
用すれば、ガスボイラーの作動初期はもちろん、ガスボ
イラーの作動途中にも騒音減少効果を得ることができ
る。

【００２１】図６の実施例では着火圧Ｐｆから最大ガス
供給圧Ｐｍａｘまでの間に２つの設定圧Ｐ１、Ｐ２を設
けた場合について説明したが、３つ以上または１つの設
定圧を設けることも可能である。１つの設定圧を設ける
場合は、着火圧Ｐｆと上記最大ガス供給圧Ｐｍａｘとの
平均圧力を設定圧として決めるのが望ましい。こうすれ
ば、設定圧が低すぎる場合に発生し得る加熱効率の減少
及び設定圧が高すぎる場合に発生し得る騒音減少効果の
低下を防止することができる。また、上記のような設定
圧を設けないで、ガス供給圧が最大供給圧Ｐｍａｘに達
するまで所定時間（約３０分）の間連続的に増加させる
こともできる。

【００２２】使用者がガスボイラーを暖房の目的ではな
く、温水を得る目的で使用する場合は、騒音減少の効果
よりは急速な加熱が要求されるので、本発明によるガス
供給制御方法を適用せず、ガスボイラーの作動初期から
従来の比例制御方式で作動させるのが望ましい。

【００２３】また、本発明によるガス供給制御方法は、
使用者が必要に応じて選択的に作動させるようにするこ
とができる。即ち、最大ガス供給圧Ｐｍａｘによる騒音
の発生にもかかわらず速やかな加熱が必要な場合は、使
用者の操作によって比例制御方式を選択し得るようにす
ることができる。これにより、ガスボイラーの使用が一
層便利になる。

【００２４】以下、図８のフローチャートを参照して本
発明によるガス供給制御方法を説明する。ガスボイラー
の作動が開始されれば、ガスボイラー１５にガスの供給
を始める（Ｓ１）。ガスボイラー１５にガスが供給され
れば、着火作動を行い（Ｓ２）、着火感知センサー２３
は着火有無を感知する（Ｓ３）。着火がなされなかった
場合はガス供給及び着火作動を再び行い、着火がなされ
た場合は第１設定圧Ｐ１にガス供給圧を上昇させる（Ｓ
４）。温度感知センサー２１は水の温度を測定する（Ｓ
５）。第１設定圧Ｐ１によるガス供給途中設定温度に達
すれば、比例制御方式によるガス供給制御を行い（Ｓ１
０）、所定時間が経過しても設定温度に達しない場合
は、第２設定圧Ｐ２にガス供給圧を上昇させる（Ｓ
６）。第２設定圧によるガス供給途中設定温度を感知し
（Ｓ７）、設定温度に達していれば比例制御方式による
ガス供給制御を行い（Ｓ１０）、設定温度に達していな
ければ最大ガス供給圧Ｐｍａｘにガス供給圧を上昇させ
る。最大ガス供給圧Ｐｍａｘによるガス供給途中設定温
度に達すれば（Ｓ９）、比例制御方式によるガス供給制
御を行う（Ｓ１０）。

【００２５】

【発明の効果】上記のようなガスボイラー及びガスボイ
ラーのガス供給制御方法によれば、ガスボイラーの作動
初期または作動中における設定温度の変化によって最大
ガス供給圧によるガス供給時間が短縮されるので、ガス
ボイラーの作動時に発生する燃焼による騒音が低減され
る。

【００２６】以上、本発明を望ましい実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更及び改
良が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のガスボイラーの比例制御方式によるガス
供給圧の変化を示すグラフである。

【図２】図１によるガス供給時、ガスボイラー内に収容
された水の温度変化を示すグラフである。

【図３】本発明によるガスボイラーの構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の一実施例によるガス供給制御方法によ
るガス供給圧の変化を示すグラフである。

【図５】図４によるガス供給制御時、ガスボイラー内に
収容された水の温度変化を示すグラフである。

【図６】本発明の他の実施例によるガス供給制御方法に
よるガス供給圧の変化を示すグラフである。

【図７】図６によるガス供給制御時、ガスボイラー内に
収容された水の温度変化を示すグラフである。

【図８】本発明によるガス供給制御方法のフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０ マイコン １１ ガス容器 １３ ガスバルブ １５ ガスバーナー １７ 着火器 ２１ 温度感知センサー ２３ 着火感知センサー ２５ タイマー

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着火圧以上のガス供給圧でガスバーナー
   にガスを供給する段階；被加熱流体が所定の設定温度に
   達するまで所定時間にかけて上記ガス供給圧を増加させ
   る段階；及び上記流体が上記設定温度に達すれば上記設
   定温度に対応するガス供給圧でガスを供給する段階；を
   含むことを特徴とするガスボイラーのガス供給制御方
   法。
2. 【請求項２】 上記着火圧から上記ガスボイラーの最大
   ガス供給圧までを所定個数の圧力レベルに区画する段階
   をさらに含み、 上記ガス供給圧の増加は上記各圧力レベルに応じて段階
   的に行われることを特徴とする請求項１記載のガスボイ
   ラーのガス供給制御方法。
3. 【請求項３】 上記圧力レベルは上記着火圧と上記最大
   ガス供給圧との平均圧力であることを特徴とする請求項
   ２記載のガスボイラーのガス供給制御方法。
4. 【請求項４】 上記着火圧以上のガス供給圧でガスを供
   給した後、上記ガスバーナーの着火有無を感知する段階
   をさらに含み、 上記ガス供給圧の増加は着火がなされた場合に行うこと
   を特徴とする請求項１記載のガスボイラーのガス供給制
   御方法。
5. 【請求項５】 上記設定温度に対応するガス供給圧は比
   例制御方式によって算出されるガス供給圧であることを
   特徴とする請求項１記載のガスボイラーのガス供給制御
   方法。
6. 【請求項６】 着火圧以上のガス供給圧でガスバーナー
   にガスを供給する段階；上記ガスバーナーの着火有無を
   感知する段階；着火がなされた場合、被加熱流体が所定
   の設定温度に達するまで、上記着火圧から上記ガスボイ
   ラーの最大ガス供給圧までの区画された所定個数の圧力
   レベルに応じてガス供給圧を所定時間にかけて段階的に
   増加させる段階；及び上記流体が上記設定温度に達すれ
   ば比例制御方式によって算出されるガス供給圧でガスを
   供給する段階；を含むことを特徴とするガスボイラーの
   ガス供給制御方法。
7. 【請求項７】 燃焼の対象となるガスを収容するガス容
   器と、 上記ガス容器より供給されたガスを燃焼させ、被加熱流
   体を加熱するガスバーナーと、 上記ガス容器から上記ガスバーナーに供給されるガス供
   給圧を調節するガスバルブと、 上記被加熱流体が所定の設定温度に達するまで、上記ガ
   ス供給圧が所定時間にかけて増加するように上記ガスバ
   ルブを制御する制御部とを含むことを特徴とするガスボ
   イラー。
8. 【請求項８】 上記制御部は、着火圧から上記ガスボイ
   ラーの最大ガス供給圧までの圧力を所定個数に区画した
   各圧力レベルに応じて、上記ガス供給圧が段階的に増加
   するように上記ガスバルブを制御することを特徴とする
   請求項７記載のガスボイラー。
9. 【請求項９】 上記圧力レベルは上記着火圧と上記最大
   ガス供給圧との平均圧力であることを特徴とする請求項
   ８記載のガスボイラー。
10. 【請求項１０】 上記ガスバーナーの着火有無を感知す
    る着火感知センサーをさらに含み、 上記制御部は上記着火感知センサーの着火感知に応じて
    上記ガス供給圧を増加させるように上記ガスバルブを制
    御することを特徴とする請求項７記載のガスボイラー。
11. 【請求項１１】 上記制御部は、上記被加熱流体が設定
    温度に達すれば、比例制御方式によって算出されるガス
    供給圧でガスを供給するように制御することを特徴とす
    る請求項７記載のガスボイラー。
12. 【請求項１２】 燃焼の対象となるガスを収容するガス
    容器と、 上記ガス容器から供給されたガスを燃焼させて被加熱流
    体を加熱するガスバーナーと、 上記ガスバーナーの着火有無を感知する着火感知センサ
    ーと、 上記ガス容器から上記ガスバーナーに供給されるガス供
    給圧を調節するガスバルブと、 上記着火感知センサーの着火感知に応じて、上記被加熱
    流体が所定の設定温度に至るまで、上記着火圧から上記
    ガスボイラーの最大ガス供給圧までの区画された所定個
    数の圧力レベルにより所定時間にかけてガス供給圧を段
    階的に増加させるように上記ガスバルブを制御し、上記
    被加熱流体が上記設定温度に達すれば、比例制御方式に
    よって算出されたガス供給圧でガスを供給するように制
    御する制御部とを含むことを特徴とするガスボイラー。